先进电子封装中焊点可靠性的研究进展

• 作者: 高丽茵 李财富 刘志权 孙蓉
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 先进封装 焊点 可靠性 寿命评估
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 微纳连接界面与可靠性
• 页码范围: 185-202
• 页数: 18页
• 分类号: TG156
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2022.02.185

摘要

在先进封装中器件小型化的趋势下,焊点所处的服役环境越加苛刻,这对焊点材料提出了更高的可靠性要求.为保证微小尺寸焊点的可靠性,具有较强扩散阻挡能力的铁镍、铁镍磷和镍钴磷等合金作为新型凸点下金属层(Under bump metallization,UBM)应用.同时,微量元素对焊料合金力学性能、润湿性及界面化合物生长的调节作用也被广泛研究,以指导新型焊料的制备.与此同时,可靠性分析技术发展迅速.高精度的三维X射线显微镜(Three dimensional X-ray microscopy,3D-XRM)和超声波扫描显微镜(Scanning acoustic microscopy,SAM)等先进无损分析技术在界面表征、缺陷快速定位上的得到广泛应用;透射电镜(Transmission electron microscopy,TEM)、电子探针(Electron probe micro-analysis,EPMA)和背散射电子衍射(Electron back-scattered diffraction,EBSD)等前沿技术填补了纳米尺度表征以及未知物相鉴定等技术空白.随着可靠性分析能力的提高,材料在高温、温度循环、机械应力、电流等常见的单场应力下的失效行为和机理研究日趋成熟.由于多物理场耦合的形式更接近小尺寸焊点实际的工作应力状态,其失效行为机理以及寿命模型逐渐成为研究热点.